JP4390303B2

JP4390303B2 - Scale cleaning method in waste paper deinking process or paper making process

Info

Publication number: JP4390303B2
Application number: JP34511798A
Authority: JP
Inventors: 仁伊藤; 寛和田邊
Original assignee: Hakuto Co Ltd
Current assignee: Hakuto Co Ltd
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2018-12-04
Also published as: JP2000170094A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程で生成するスケールの洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紙パルプ工業では、昨今、中性紙が、工程内の装置腐食が少ないこと、安価な炭酸カルシウム填料を使用できること、製造された紙の保存性が良いこと、白色度、不透明度の高い紙が得られる等の多くの利点から、その生産が増加している。このような炭酸カルシウムを填料とする中性紙が古紙として回収される割合が増えるに伴い、古紙脱墨工程ではこの炭酸カルシウムの一部が工程水中に溶出し、工程水の循環再利用を積極的に行っていることもあって、工程水中のカルシウム濃度は従来に比べ増加の傾向にある。この工程水中カルシウムイオンは、脱墨助剤や過酸化水素漂白助剤として使用されるケイ酸ソーダに由来するケイ酸イオンと結合して、ケイ酸カルシウムスケールとなる。また、古紙脱墨工程における古紙処理は、中性古紙だけでなく、酸性古紙も同時に処理されるため、酸性紙に使われているサイズ剤や染料のパルプ繊維への定着や、歩留まり、濾水向上を目的として加えられる硫酸バンドが工程水中に溶出し、これがｐＨ上昇によって水酸化アルミニウムとなって析出し、結晶成長する過程で前記ケイ酸イオンと結合して、ケイ酸アルミニウムスケールを生成する。
【０００３】
一方、抄紙工程でも、例えば中性紙は填料として炭酸カルシウムを用いていることから、炭酸カルシウムの一部が工程水中に溶出し、工程水中のケイ酸イオンと結合してケイ酸カルシウムスケールを生成したり、またサイズ定着向上やピッチコントロールを目的として硫酸バンドを使用している場合には、この硫酸バンドがｐＨ上昇によって水酸化アルミニウムとなる過程でケイ酸イオンと結合してケイ酸アルミニウムスケールを生成したりする。
【０００４】
このように工程水中、用水中の炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムの濃度が高くなった結果、これらが単独でスケールとなることがあるが、ほとんどは複合化してスケールとして成長してくる。さらに、硫酸バンドに由来して生成した水酸化アルミニウムが、強い凝集作用を有することからスケール成分を凝集し、スケール化を促進すると考えられている。
【０００５】
スケールはそれ自身がワイヤー、フィルターの目詰まりや配管、散気管の閉塞といった操業性の阻害を起こすのみならず、装置表面の平滑性を損なうことによって微生物に生育の場所を与え、紙の表面にスライムデポジットを作ったり、原料の集塊化物を生じさせるなど、抄紙機での断紙や最終製品での斑点、穴あきの大きな原因となる。また、スケール自身の脱落によっても操業性、品質を損なうこともある。このため、スケールの除去は操業性、品質の両面で極めて重要である。
【０００６】
従来、スケールの除去には、機械的に付着スケールを取り除く作業が行われたり、苛性ソーダ等のアルカリ水溶液にて化学的に洗浄する方法が実施されてきた。しかしながら、前者の機械的方法は、それ自体極めて労力の要る作業であるのみならず、配管等の細部に付着するスケールまでをも除去することは困難であり、後者の化学的洗浄方法では、スケール洗浄効果が低く、付着スケールを満足行くまでに洗浄するには不充分であった。また、特に紙パルプ製造工程で生じるケイ酸アルミニウムスケールに対しては、グルコン酸ソーダとアルカリ水溶液からなる洗浄液で洗浄する方法(特公平７−２３６００号公報)が提案されているが、炭酸カルシウムスケールとケイ酸カルシウムスケールが複合化したスケールに対しては、十分な洗浄効果が発揮されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程で生じる炭酸カルシウムスケール、ケイ酸カルシウムスケール、ケイ酸アルミニウムスケール、さらにこれらの成分が複合化してできたスケールに対しても、有効かつ効率的に洗浄除去する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程および抄紙工程に付着したスケールを効率良く洗浄する方法を鋭意検討した結果、苛性アルカリ水溶液に、特定のヒドロキシカルボン酸類を加えてなる洗浄液が当該スケールに対して、優れた洗浄効果を示すことを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本請求項１の発明は、アラボン酸、グルカル酸、ムチン酸、ガラクトン酸、ヘプトン酸およびそれらの塩から選ばれた１種以上のヒドロキシカルボン酸類を０．１〜３０ｇ／Ｌ含む苛性アルカリ水溶液を洗浄液として用いる紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程におけるスケールの洗浄方法であり、請求項２の発明は、ヒドロキシカルボン酸類がヘプトン酸ソーダであるスケールの洗浄方法であり、請求項３の発明は、洗浄液のｐＨを１０以上とするスケールの洗浄方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
本発明におけるスケール洗浄液は、アラボン酸、グルカル酸、ムチン酸、ガラクトン酸、ヘプトン酸およびそれらの塩から選ばれた１種以上のヒドロキシカルボン酸類を０．１〜３０ｇ／Ｌ含む苛性アルカリ水溶液である。
【００１２】
本発明におけるヒドロキシカルボン酸類には、構造上右旋性のもの、左旋性のものと区別される場合があるが、本発明においてはこれら光学異性体の種類は限定されず、どちらか一方でもよく、あるいは両方の混合物であってもよい。ヒドロキシカルボン酸類の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等を挙げることができ、中でも入手しやすいナトリウム塩が好ましい。また、ヒドロキシカルボン酸類は１種類を単独にあるいは２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１３】
本発明における苛性アルカリ水溶液の苛性アルカリとしては、例えば苛性ソーダ、苛性カリ等を挙げることができ、中でも安価な苛性ソーダが好ましい。
【００１４】
本発明における洗浄液中のアラボン酸、グルカル酸、ムチン酸、ガラクトン酸、ヘプトン酸およびそれらの塩の濃度は０．１〜３０ｇ／Ｌであり、好ましくは０．５〜１０ｇ／Ｌ、さらに好ましくは１〜５ｇ／Ｌである。０．１ｇ／Ｌ未満では本発明の意図する効果が十分でなく、また３０ｇ／Ｌを越えた濃度では効果は十分に認められるが、濃度に見合った効果の向上は認められず、経済的見地から好ましくない。
【００１５】
本発明における洗浄液中の苛性アルカリの濃度は特に限定されるものではないが、通常好ましくは１〜１００ｇ／Ｌ、さらに好ましくは５〜４０ｇ／Ｌである。また、洗浄液のｐＨは高い方がスケール洗浄効果が高く、ｐＨを１０以上とするのが好ましい。
【００１６】
本発明において洗浄の対象とするスケールは、炭酸カルシウムスケール、ケイ酸カルシウムスケール、ケイ酸アルミニウムスケール、さらにこれらの成分が複合化してできたスケールである。その組成はスケールが生成する条件などで異なり、例えば雑誌古紙の脱墨工程で採取したスケールの場合には、灰分は５０〜８０重量％で、その灰分組成はＳiＯ₂が２０〜５０重量％、ＣａＯが１０〜４０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃が２０〜５０重量％であった。もちろん本発明においては、これらスケールの組成物、組成割合には限定されるものではない。
【００１７】
本発明の洗浄方法は、古紙脱墨工程あるいは抄紙工程の操業を止め、アルカリ洗浄液で工程を洗浄するときに適用される。洗浄の頻度は、該工程の運転状況、工程の汚れ程度などにより異なるので一律に限定されるものではないが、１０〜２０日に１回行うことが多い。本発明方法の実施態様の例を挙げると、アルカリ洗浄液に上記したヒドロキシカルボン酸類を溶解せしめ、この液を工程内に循環させることにより達成される。このとき本発明の効果を損わない範囲において、その他の種類の添加剤を併用することに何ら制限を加えるものではない。
【００１８】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
実施例１
雑誌古紙を原料とする脱墨パルプ製造工場の晒タワーに付着したスケールを採取し、スケール洗浄試験を行った。比較のために、苛性ソーダ水溶液単独、苛性アルカリ水溶液に乳酸ソーダ、クエン酸カリ、グルコン酸ソーダ、リンゴ酸ソーダ、エチレンジアミン四酢酸四ソーダをそれぞれ溶解させた洗浄液についてもスケール洗浄試験を行った。
【００２０】
［スケール組成］

【００２１】
［試験方法］
３００ｍＬガラスビーカーに洗浄液２００ｍＬを入れ、この洗浄液中に、スケール０．５ｇを入れた５０メッシュのワイヤー籠をぶら下げて浸漬した。洗浄液を４０℃に保ち、４００ｒｐｍにて５時間連続撹拌し、ワイヤー籠上に残ったスケール重量から下記式によりスケール洗浄率を求めた。
【００２２】
【数１】

【００２３】
［試験結果］
結果を表１に示した。
【００２４】
【表１】

【００２５】
実施例２
ピッチコントロール剤として硫酸バンドを添加している中性中質紙抄造工程の抄紙機白水ピットに付着したスケールを採取し、スケール洗浄試験を行った。
【００２６】
比較のために、苛性ソーダ水溶液単独、苛性ソーダ水溶液にクエン酸カリ、リンゴ酸ソーダをそれぞれ溶解させた洗浄液についてもスケール洗浄試験を行った。
【００２７】
［スケール組成］

【００２８】
［試験方法］
３００ｍＬ三角フラスコに洗浄液１５０ｍＬ入れ、これに上記スケール１ｇを加えた。この三角フラスコをバイオシェーカー（大洋科学工業(株)製ＢＲ−３００Ｌ）内にセットし、４０℃に保ち、１２０ｒｐｍにて３時間連続振とうした。洗浄液をＮｏ.２濾紙で濾過して濾紙上に残ったスケールの重量を求め、下式にてスケール洗浄率を求めた。
【００２９】
【数２】

【００３０】
［試験結果］
結果を表２に示した。
【００３１】
【表２】

【００３２】
表１、２の結果から、本発明のスケール洗浄液は古紙脱墨工程および抄紙工程で生成したスケールに対して洗浄力が高いことが認められた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のスケール洗浄方法によれば、紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程で生成するスケールに対し、十分な洗浄効果を有し、当該工程に付着したスケールの洗浄除去が容易に達成できる。これにより、操業性や製品品質を損なうことがなくなり、紙パルプ工業に益するところが大である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for cleaning a scale produced in a waste paper deinking process or a paper making process in a paper pulp manufacturing process.
[0002]
[Prior art]
In the pulp and paper industry, neutral paper has been used in recent years due to low equipment corrosion in the process, the ability to use inexpensive calcium carbonate filler, good storage stability of manufactured paper, and high whiteness and opacity paper. Its production has increased due to its many advantages such as being obtained. As the proportion of such neutral paper containing calcium carbonate as recovered paper increases, a portion of this calcium carbonate dissolves into the process water in the used paper deinking process, and the recycling of process water is actively promoted. As a result, the calcium concentration in the process water tends to increase compared to the conventional method. In this process, calcium ions in water combine with silicate ions derived from sodium silicate used as a deinking aid or hydrogen peroxide bleaching aid to form a calcium silicate scale. In addition, waste paper treatment in the waste paper deinking process treats not only neutral waste paper but also acidic waste paper at the same time, so the sizing agents and dyes used in acidic paper can be fixed on pulp fibers, yield, drainage A sulfuric acid band added for the purpose of improvement elutes in the process water, and this precipitates as aluminum hydroxide as the pH increases, and combines with the silicate ions in the process of crystal growth to produce an aluminum silicate scale.
[0003]
On the other hand, in the papermaking process, for example, neutral paper uses calcium carbonate as a filler, so a part of calcium carbonate elutes in the process water and combines with silicate ions in the process water to produce a calcium silicate scale. In addition, when a sulfuric acid band is used for the purpose of improving size fixing and pitch control, the sulfuric acid band is combined with silicate ions in the process of becoming aluminum hydroxide due to the increase in pH. Or generate.
[0004]
As described above, as the concentration of calcium carbonate, calcium silicate, and aluminum silicate in process water and service water becomes high, these may become scales alone, but most of them grow as scales by combining them. . Furthermore, it is considered that the aluminum hydroxide produced from the sulfuric acid band has a strong aggregating action, thereby aggregating scale components and promoting scaling.
[0005]
The scale itself not only hinders operability such as clogging of wires, filters, piping, and diffuser tubes, but also gives microorganisms a place of growth by impairing the smoothness of the surface of the device, and the surface of the paper. This is a major cause of paper breaks on paper machines, spots on the final product, and perforations, such as making slime deposits and agglomerates of raw materials. Also, the operability and quality may be impaired by the drop of the scale itself. For this reason, scale removal is extremely important in terms of both operability and quality.
[0006]
Conventionally, removal of the scale has been performed by mechanically removing the adhered scale or chemically washing with an alkaline aqueous solution such as caustic soda. However, the former mechanical method is not only an extremely labor intensive work itself, but it is difficult to remove even the scales adhering to details such as piping. In the latter chemical cleaning method, The scale cleaning effect was low, and it was insufficient to clean the adhered scale to a satisfactory level. In particular, for an aluminum silicate scale produced in a paper pulp manufacturing process, a method of washing with a washing solution comprising sodium gluconate and an aqueous alkaline solution (Japanese Patent Publication No. 7-23600) has been proposed. A sufficient cleaning effect is not exerted on the scale in which the calcium silicate scale is combined.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is a calcium carbonate scale, a calcium silicate scale, an aluminum silicate scale, and a scale formed by combining these components in the waste paper deinking process or the paper making process of the paper pulp manufacturing process. It is an object of the present invention to provide a method for cleaning and removing effectively and efficiently.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies on a method for efficiently washing scale adhering to the waste paper deinking process and the paper making process of the paper pulp manufacturing process, the present inventors have found that a cleaning liquid obtained by adding a specific hydroxycarboxylic acid to a caustic aqueous solution. It has been found that the scale has an excellent cleaning effect, and the present invention has been completed.
[0009]
That is, the invention of claim 1 is a caustic alkali containing 0.1 to 30 g / L of one or more hydroxycarboxylic acids selected from arabonic acid, glucaric acid, mucinic acid, galactonic acid, heptonic acid and salts thereof. A method for cleaning a scale in a waste paper deinking step or a paper making step of a paper pulp manufacturing process using an aqueous solution as a cleaning solution, and the invention of claim 2 is a method for cleaning a scale in which the hydroxycarboxylic acid is sodium heptonic acid. The invention of 3 is a method for cleaning a scale in which the pH of the cleaning liquid is 10 or more.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0011]
The scale cleaning liquid in the present invention is an aqueous caustic solution containing 0.1 to 30 g / L of one or more hydroxycarboxylic acids selected from alabonic acid, glucaric acid, mucinic acid, galactonic acid, heptonic acid and salts thereof. .
[0012]
The hydroxycarboxylic acids in the present invention may be distinguished from those having a dextrorotatory or levorotatory structure in the present invention, but in the present invention, the type of these optical isomers is not limited and either one may be used. Or a mixture of both. Examples of the salts of hydroxycarboxylic acids include sodium salts, potassium salts, ammonium salts and the like, and sodium salts that are easily available are preferred. Moreover, you may use hydroxycarboxylic acids individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
[0013]
Examples of the caustic alkali of the aqueous caustic solution in the present invention include caustic soda and caustic potash, and among them, inexpensive caustic soda is preferable.
[0014]
The concentration of alabonic acid, glucaric acid, mucinic acid, galactonic acid, heptonic acid and their salts in the cleaning liquid of the present invention is 0.1-30 g / L, preferably 0.5-10 g / L, more preferably 1-5 g / L. If the concentration is less than 0.1 g / L, the intended effect of the present invention is not sufficient, and if the concentration exceeds 30 g / L, the effect is sufficiently recognized, but the improvement of the effect corresponding to the concentration is not recognized, and the economical viewpoint. Is not preferable.
[0015]
The concentration of the caustic alkali in the cleaning liquid in the present invention is not particularly limited, but is usually preferably 1 to 100 g / L, and more preferably 5 to 40 g / L. Moreover, the higher the pH of the cleaning solution, the higher the scale cleaning effect, and the pH is preferably 10 or more.
[0016]
The scale to be cleaned in the present invention is a calcium carbonate scale, a calcium silicate scale, an aluminum silicate scale, and a scale formed by combining these components. The composition differs depending on the conditions under which the scale is generated. For example, in the case of a scale collected in the deinking process of waste magazine paper, the ash content is 50 to 80% by weight, and the ash composition is 20 to 50% by weight of SiO ₂ . CaO was 10 to 40% by weight, and Al ₂ O ₃ was 20 to 50% by weight. Of course, in this invention, it is not limited to the composition and composition ratio of these scales.
[0017]
The cleaning method of the present invention is applied when the operation of the used paper deinking process or the papermaking process is stopped and the process is cleaned with an alkaline cleaning solution. The frequency of cleaning varies depending on the operation status of the process, the degree of contamination of the process, and the like, and thus is not uniformly limited, but is often performed once every 10 to 20 days. An example of the embodiment of the method of the present invention is achieved by dissolving the hydroxycarboxylic acids described above in an alkaline cleaning solution and circulating this solution in the process. At this time, the use of other types of additives is not limited as long as the effects of the present invention are not impaired.
[0018]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited thereto.
[0019]
Example 1
The scale attached to the bleaching tower of the deinked pulp manufacturing plant made from old magazine paper was collected and subjected to a scale cleaning test. For comparison, a scale cleaning test was also performed on a cleaning solution in which sodium lactate aqueous solution, sodium lactate, potassium citrate, sodium gluconate, sodium malate, and ethylenediaminetetraacetic acid tetrasoda were each dissolved in a caustic soda aqueous solution alone.
[0020]
[Scale composition]

[0021]
[Test method]
A 200 mL cleaning solution was placed in a 300 mL glass beaker, and a 50 mesh wire rod containing 0.5 g of scale was hung and immersed in the cleaning solution. The cleaning liquid was kept at 40 ° C., continuously stirred at 400 rpm for 5 hours, and the scale cleaning rate was determined from the scale weight remaining on the wire rod by the following formula.
[0022]
[Expression 1]

[0023]
[Test results]
The results are shown in Table 1.
[0024]
[Table 1]

[0025]
Example 2
The scale attached to the paper machine white water pit in the neutral medium paper making process with the addition of sulfuric acid band as a pitch control agent was collected and subjected to a scale cleaning test.
[0026]
For comparison, a scale cleaning test was also performed on a caustic soda aqueous solution alone and a cleaning solution in which potassium citrate and sodium malate were dissolved in an aqueous caustic soda solution, respectively.
[0027]
[Scale composition]

[0028]
[Test method]
A 300 mL Erlenmeyer flask was charged with 150 mL of the cleaning solution, and 1 g of the scale was added thereto. This Erlenmeyer flask was set in a bioshaker (manufactured by Taiyo Kagaku Co., Ltd., BR-300L), kept at 40 ° C., and shaken continuously at 120 rpm for 3 hours. The washing liquid was filtered with No. 2 filter paper to determine the weight of the scale remaining on the filter paper, and the scale washing rate was obtained by the following formula.
[0029]
[Expression 2]

[0030]
[Test results]
The results are shown in Table 2.
[0031]
[Table 2]

[0032]
From the results of Tables 1 and 2, it was confirmed that the scale cleaning liquid of the present invention has a high cleaning power with respect to the scale produced in the waste paper deinking process and the paper making process.
[0033]
【The invention's effect】
According to the scale cleaning method of the present invention, the scale produced in the waste paper deinking process or the paper making process in the pulp and paper manufacturing process has a sufficient cleaning effect, and the scale attached to the process can be easily removed by washing. it can. As a result, the operability and product quality are not impaired and the paper pulp industry is greatly benefited.

Claims

In a paper pulp production process using a caustic aqueous solution containing 0.1 to 30 g / L of one or more hydroxycarboxylic acids selected from arabonic acid, glucaric acid, mucinic acid, galactonic acid, heptonic acid and salts thereof as a washing liquid A method for cleaning scales in the deinking process or papermaking process.

The method for washing scale in a used paper deinking step or a paper making step of a paper pulp manufacturing process according to claim 1, wherein the hydroxycarboxylic acids are sodium heptonic acid.

The method for cleaning a scale in a waste paper deinking step or a paper making step of a paper pulp manufacturing process according to claim 1, wherein the pH of the cleaning liquid is 10 or more.